JPH0114887B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0114887B2 JPH0114887B2 JP4035082A JP4035082A JPH0114887B2 JP H0114887 B2 JPH0114887 B2 JP H0114887B2 JP 4035082 A JP4035082 A JP 4035082A JP 4035082 A JP4035082 A JP 4035082A JP H0114887 B2 JPH0114887 B2 JP H0114887B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- methanol
- ion exchanger
- treatment
- exchanger
- carried out
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 267
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 42
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 26
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 9
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 5
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 5
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 5
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 4
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 3
- 229920005990 polystyrene resin Polymers 0.000 claims description 3
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 claims description 3
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 3
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 239000008098 formaldehyde solution Substances 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- 238000006887 Ullmann reaction Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 150000001728 carbonyl compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940087654 iron carbonyl Drugs 0.000 description 1
- 229910052960 marcasite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012476 oxidizable substance Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/74—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
- C07C29/76—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
- C07C45/32—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
- C07C45/37—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of >C—O—functional groups to >C=O groups
- C07C45/38—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of >C—O—functional groups to >C=O groups being a primary hydroxyl group
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
本発明はホルムアルデヒドの製造において使用
されるメタノールの精製方法に関するものであ
る。
銀触媒の活性及び寿命を過度に損なわせないよ
うにするためには、ホルムアルデヒドの製造用に
必要な出発物質は非常に純粋でなければならない
〔例えばドイツ公告明細書第2323758号参照〕。反
応用に使用されるメタノール又はメタノール/水
混合物は、多数の有機物質の他に事実上常に多数
の無機化合物を含有しており、それは例えば収率
を減少させる副反応を促進するか又は触媒毒とし
て作用する。従つて酸化の前にメタノールを精製
することメタノール/水の製造用に非常に純粋な
水を使用すること、又はメタノール/水混合物を
その後精製工程にかけることが必要である。
従つて、ドイツ公告明細書第1235881号はホル
ムアルデヒドの製造方法を開示しており、そこで
はメタノールの沸点より低い留分を除去する前、
その最中及び/又はその後に、そしてホルムアル
デヒドを与える反応の前に、粗メタノールはアル
カリで処理される。同様な精製方法は英国特許明
細書第344796号中にも開示されている。この特許
明細書に従うと、例えば根跡量の鉄を不純物とし
て含有している粗メタノールも同様にアルカリで
処理される。しかしながら、アルカリを用いる精
製では、多量の強いアルカリ性流出液が生成さ
れ、それの除去には相当な技術的経費を要し、該
精製方法の費用・効率に損失を与える。
粗メタノールを精製する他の可能な手段は、酸
化剤を用いる処理からなつている。例えばクロム
酸を用いる処理による粗メタノールの精製は英国
特許明細書第500745号中に開示されており、過マ
ンガン酸塩及び塩化亜鉛を用いる精製はドイツ特
許明細書第625324号中に開示されており、そして
オゾン含有気体を用いる処理による精製はドイツ
公告明細書第1152392号に開示されている。大き
い表面積を有する物質、例えばシリカゲル、けい
そう土、アルミナ、土質白鉛鉱又は活性炭、の存
在下での酸素又は過酸化水素を用いる処理による
粗メタノールの精製が特に効果的であることはド
イツ公告明細書第1231677号中に述べられている。
しかしながら、上記の精製方法はクロム酸又は
過マンガン酸塩を使用する場合には流出液問題が
生じるという欠点を有する。さらに、処理された
メタノール中に残存している根跡量のクロム酸及
び過マンガン酸塩は敏感な銀触媒の活性を損なわ
せる可能性がある。粗メタノールの処理中のオゾ
ン又は過酸化水素の使用は、何ら利点をもたらさ
ず、その理由は第一にこれらの化合物は比較的高
価な化学物質でありそれらは処理後に回収できず
そして第二にそれにより酸化可能な物質だけが除
去可能なためである。
ドイツ公告明細書第2323758号の4欄、14〜29
行からわかる上記の化合物を用いて粗メタノール
を精製するにもかかわらず、銀触媒の寿命並びに
触媒を用いて得られる純粋なホルムアルデヒドの
収率及び空間/時間収率は依然として満足のいく
ものではなく、その理由は粗メタノール中に含ま
れている不純物の一部は除去されずそしてそれは
反応中に触媒を不活性化させるからである。
酸化しようとするメタノール又はメタノール/
水混合物を、気化の前に、酸性イオン交換体
(acid ion exchanger)及び適宜塩基性イオン交
換体で処理することを特徴とする、ホルムアルデ
ヒドの製造において使用されるメタノール又はメ
タノール/水混合物の精製方法が今見出された。
本発明に従う方法で使用される酸性のイオン交
換体はスルホン酸基を含有している交叉結合され
たポリスチレン樹脂を基にした(強酸性イオン交
換体)又はカルボキシル基を含有している交叉結
合されたポリアクリル酸を基にした(弱酸性イオ
ン交換体)、商業的に入手可能な、酸性の、多孔
性の又はゲル型の、H形のカチオン交換体、例
えばウルマンス・エンサイクロペデイ・デル・テ
クニツシエン・ヘミイ(Ullmanns
Encyklopa¨die der technischen Chemie)、4
版、13巻、279〜346頁に記されているもの、であ
ることができる。
本発明に従う方法では強酸性の大孔性(macro
porous)のカチオン交換体が好適に使用される。
使用される塩基性のイオン交換体は第四級アン
モニウム基を含有している交叉結合されたポリス
チレンもしくはポリアクリルアミド樹脂を基にし
た(強塩基性)、又はアミド基を含有している交
叉結合されたポリスチレンもしくはポリアクリル
アミド樹脂を基にした(弱塩基性)、商業的に入
手可能な塩基性の、多孔性の又はゲル型の、アニ
オン交換体、例えばウルマンス・エンサイクロペ
デイ・デル・テクニツシエン・ヘミイ、4版、13
巻、279〜346頁に記されているもの、であること
ができる。
本発明に従う方法では強塩基性の、大孔性のア
ニオン交換体が好適に使用される。
本発明に従う方法においてメタノール又はメタ
ノール/水混合物を処理するためには約100〜200
の、好適には150〜180の、酸性イオン交換体
が使用される。
これらの量の酸性イオン交換体を使用するな
ら、無水又は水性メタノールの生産高は約500〜
10000/時、好適には2000〜5000/時である
ことができる。もちろん、それより少量又は多量
の酸性イオン交換体も使用でき、そのときには無
水又は水性メタノールの生産高は対応して減少も
しくは増加する。
酸性のイオン交換体を用いるメタノール又はメ
タノール/水混合物の処理は一般に約0〜60℃の
温度において、好適には15〜40℃において、行な
われ、そして該方法は有利には常圧下で実施され
る。
反応しようとするメタノール又はメタノール/
水混合物をさらに塩基性のイオン交換体で処理す
るなら、同様にして100〜200の、好適には150
〜180の、塩基性イオン交換体が使用される。
ここでも適宜それより少量又は多量の塩基性イオ
ン交換体も使用でき、もちろん無水又は水性メタ
ノールの生産高は対応して減少又は増加する。上
記量の塩基性イオン交換体を使用するなら、無水
又は水性メタノールの生産高は約300〜3000/
時、好適には400〜800/時、となることができ
る。
塩基性イオン交換体を用いる処理は普通約0〜
70℃の温度において、好適には20〜65℃におい
て、そして常圧下で行なわれる。
しかしながら、該方法を約0.1〜5、好適には
2〜3バールの加圧下で実施することもでき、約
90〜100℃の温度が最も有利である。圧力を使用
すると、精製活性を損なうことなくメタノール又
はメタノール/水混合物の生産高を相当増大させ
ることができるため、圧力の使用は有利である。
水性メタノールを反応で使用するなら、それの
濃度は約50〜90、好適には55〜70、重量%であ
る。
酸性イオン交換体及び適宜塩基性イオン交換体
を用いるメタノール又はメタノール/水の処理は
一般的なイオン交換装置中でそして一般的な処理
方法に従つて実施できる。メタノール又はメタノ
ール/水混合物は最初に酸性イオン交換体でそし
て次に必要なら塩基性イオン交換体で処理でき
る。もちろん、逆の処理方法も可能である。最初
にアルカリ性イオン交換体でそして次に酸性イオ
ン交換体で処理することが実際的な理由のために
好ましい。さらに、メタノール又はメタノール/
水混合物の処理を混合床又は層状床装置中で実施
することもできる。
本発明に従うメタノール又はメタノール/水混
合物の処理は連続的又は不連続的に実施できる。
例えば、水性メタノール(メタノールの濃度、
約56重量%)の処理は、メタノールを40〜100℃、
好適には50〜60℃、においてそして約10バールま
での圧力下で、1200の強塩基性イオン交換体が
充填されている容器中に4000/時の速度でポン
プで送りそして次にこの方法で処理された水性メ
タノールを室温において10バールまでの圧力下
で、200の強酸性イオン交換体が充填されてい
る容器中に4000/時の速度で通すことにより実
施できる。
この方法により得られた水性メタノールを次に
さらに精製せずに直接気化することができ、そし
て銀接触触媒上でホルムアルデヒドに転化するこ
とができる。
本発明により処理されたメタノール又はメタノ
ール/水混合物の銀接触媒体上の酸化によるホル
ムアルデヒドの製造には、メタノール又はメタノ
ール/水混合物よりなる気化器釜下生成物
(vaporizer sump product)から連続的又は非連
続的に部分的流れ(partial stream)を取り出
し、この部分的流れを酸性、及び場合によつては
塩基性イオン交換体で処理し、次いで部分的流れ
をメタノール又はメタノール/水混合物の気化に
使用する気化器へ帰すのが殊に有利である。
この工程で用いられる酸性又は塩基性イオン交
換体は既に前に述べ記載した酸性及び塩基性イオ
ン交換体である。
気化器釜下生成物から取り出された部分流れの
処理は、気化器へと通される新鮮なメタノール又
はメタノール/水混合物の処理に既に使用した酸
性及び場合によつては塩基性イオン交換体を通過
させる方法によつて行なうことができる。しか
し、部分的流れの処理は、別途に、酸性及び場合
によつては塩基性イオン交換体で実施することも
できる。
一般に、約500〜1500/時、好ましくは800〜
1000/時の気化器釜下生成物が酸性及び場合に
よつては塩基性イオン交換体を通過させられる
が、処理される部分流れの量は使用されるイオン
交換体量及びイオン交換床のサイズに依存する。
部分流れの処理は通常約60〜70℃の温度で行なわ
れる。
反応させようとするメタノールを例えば蒸留又
はアルカリもしくは酸化剤を用いる処理により精
製するような、メタノールからホルムアルデヒド
を製造するための当技術の現状からこれまでに公
知である方法と比較して、本発明に従う方法は実
質的に増加した触媒寿命(ドイツ公開明細書
2137938号に従う120日間から、本発明による方法
に従う少なくとも166日間までの増加、後者に関
しては触媒は依然として充分活性であつたが技術
的故障のために試験を終了させなければならなか
つたことを記しておかなければならない)とホル
ムアルデヒドの高収率を達成する。さらに、本発
明に従うメタノール又はメタノール/水混合物の
処理は、ホルムアルデヒド中のメタノールの残存
含有量を1重量%以下(ガスクロマトグラフイに
より測定)に減じることが可能である。ホルムア
ルデヒド中にはほんの少量のメタノールしか残存
していないため、事実上全ての場合ホルムアルデ
ヒドを直接その後の反応にかけることができ、そ
の際メタノールは問題とならない。
本発明に従う方法により得られるホルムアルデ
ヒドの収率の増加の結果としてそして得られる比
較的長い触媒使用寿命の結果として、現存プラン
トの能力は約10%ほど増加し、それは別の経済的
利点となる。
本発明に従う方法におけるメタノールの処理は
有機重合体からなるイオン交換体を用いて行なわ
れ、従つて根跡量のイオン交換体物質がメタノー
ル中に溶解しそれにより敏感に銀触媒の活性を損
なうであろうことを仮定することが必要であつた
が、予期に反して銀触媒の寿命が相当増加しそし
てホルムアルデヒドの収率が改良されることは当
技術の専門家にとつては非常に驚ろくべきことで
ある。
下記の実施例は本発明に従う方法を説明するた
めのものである。
実施例
ホルムアルデヒドの製造用の水性の蒸留された
メタノール(メタノールの含有%、約56重量%)
を15〜30℃において連続的に、スルホン酸基を含
有しているポリスチレン/ジビニルベンゼン樹脂
を基にしたH形の強酸性のカチオン交換体(例
えばLewatitSC108、S100、SP112及びSP120
として商業的に入手可能である;充填量:300
;生産高:4000/時)で処理し、そして次に
直接工業用のホルムアルデヒドプラントの気化器
中に送つた。さらに、気化器釜下生成物を1000
/時の速度で120の強酸性のカチオン交換体
(H形)が充填されている容器中にポンプで送
ることにより連続的に循環させた。空気も加えら
れてある。気化器中で気化したメタノール/水混
合物を、ドイツ特許明細書第1285995号の実施例
1に記されている銀接触触媒上に吹きつけた。
触媒のところの反応は約150〜300ミリバールの
圧力下でそして660〜670℃の温度において、2060
Kg/時のメタノール蒸気、1586Kg/時の水蒸気及
び4020Kg/時の空気からなる混合物を用いて行な
われた。反応気体−ホルムアルデヒド、水及び残
存メタノール−は反応冷却器中で冷却された後に
普通の吸収プラント中で液化され、そして排気は
さらに水で洗浄され、それはホルムアルデヒドの
吸収用に再使用された。
166日間の操作時間中に、0.6〜0.9重量%の残
存メタノール含有量を有する約37.5重量%強度の
ホルムアルデヒド溶液が連続的に得られた。下表
はホルムアルデヒド溶液中の残存メタノール含有
量がこの時間中にどのように変化するかを示して
いる。
The present invention relates to a method for purifying methanol used in the production of formaldehyde. In order not to unduly impair the activity and lifetime of the silver catalyst, the starting materials required for the production of formaldehyde must be very pure (see, for example, DE 2323758). The methanol or methanol/water mixture used for the reaction virtually always contains, in addition to a large number of organic substances, a large number of inorganic compounds, which for example promote side reactions that reduce the yield or poison the catalyst. Acts as. It is therefore necessary to purify the methanol before oxidation, to use very pure water for methanol/water production, or to subject the methanol/water mixture to a subsequent purification step. Therefore, DE 1235881 discloses a process for the production of formaldehyde, in which, before removing the fraction below the boiling point of methanol,
During and/or afterwards, and before the reaction to give formaldehyde, the crude methanol is treated with alkali. A similar purification method is also disclosed in British Patent Specification No. 344,796. According to this patent specification, crude methanol containing, for example, trace amounts of iron as impurities is likewise treated with alkali. However, purification using alkali produces large amounts of strongly alkaline effluent, the removal of which requires considerable technical outlay and detracts from the cost and efficiency of the purification process. Another possible means of purifying crude methanol consists of treatment with oxidizing agents. For example, the purification of crude methanol by treatment with chromic acid is disclosed in British patent specification no. , and purification by treatment with ozone-containing gases is disclosed in German Publication No. 1152392. It has been published in Germany that the purification of crude methanol by treatment with oxygen or hydrogen peroxide in the presence of substances with a large surface area, such as silica gel, diatomaceous earth, alumina, earthy marcasite or activated carbon, is particularly effective. It is mentioned in Specification No. 1231677. However, the purification methods described above have the disadvantage that effluent problems arise when using chromic acid or permanganate. Additionally, trace amounts of chromic acid and permanganate remaining in the treated methanol can impair the activity of sensitive silver catalysts. The use of ozone or hydrogen peroxide during the treatment of crude methanol does not offer any advantages, firstly because these compounds are relatively expensive chemicals and they cannot be recovered after treatment and secondly because This is because only oxidizable substances can be removed thereby. German Publication Specification No. 2323758, column 4, 14-29
Despite the purification of crude methanol using the above compounds as seen from the lines, the lifetime of the silver catalyst and the yield and space/time yield of pure formaldehyde obtained using the catalyst are still unsatisfactory. , because some of the impurities contained in the crude methanol are not removed and it deactivates the catalyst during the reaction. Methanol or methanol to be oxidized/
Process for the purification of methanol or methanol/water mixtures used in the production of formaldehyde, characterized in that the water mixture is treated with an acid ion exchanger and, if appropriate, with a basic ion exchanger, before vaporization. has now been discovered. The acidic ion exchangers used in the process according to the invention are based on crosslinked polystyrene resins containing sulfonic acid groups (strongly acidic ion exchangers) or crosslinked polystyrene resins containing carboxyl groups. Commercially available acidic, porous or gel-type, H-form cation exchangers based on polyacrylic acid (weakly acidic ion exchangers), such as Ullmans Encyclopedi del.・Technician Hemi (Ullmanns)
Encyklopa¨die der technischen Chemie), 4
Edition, Vol. 13, pp. 279-346. In the method according to the invention, strongly acidic macroporous
Porous cation exchangers are preferably used. The basic ion exchangers used are based on cross-linked polystyrene or polyacrylamide resins containing quaternary ammonium groups (strongly basic) or cross-linked containing amide groups. commercially available basic, porous or gel-type anion exchangers based on polystyrene or polyacrylamide resins (weakly basic), such as Ullmann's Encyclopedia der Technissien. Hemy, 4th edition, 13
Vol., pp. 279-346. Strongly basic, large-porous anion exchangers are preferably used in the method according to the invention. For treating methanol or methanol/water mixtures in the process according to the invention, approximately 100 to 200
An acidic ion exchanger of 150 to 180 is used. If these amounts of acidic ion exchanger are used, the yield of anhydrous or aqueous methanol is approximately 500 to
10000/hour, preferably 2000-5000/hour. Of course, smaller or larger amounts of acidic ion exchanger can also be used, with a corresponding decrease or increase in the output of anhydrous or aqueous methanol. The treatment of methanol or methanol/water mixtures with acidic ion exchangers is generally carried out at temperatures of about 0 to 60°C, preferably 15 to 40°C, and the process is advantageously carried out under normal pressure. Ru. Methanol or methanol to be reacted/
If the aqueous mixture is further treated with a basic ion exchanger, 100 to 200, preferably 150
~180, a basic ion exchanger is used.
Here too, suitably smaller or larger amounts of basic ion exchanger can be used, with a corresponding reduction or increase in the output of anhydrous or aqueous methanol, of course. If the above amount of basic ion exchanger is used, the production of anhydrous or aqueous methanol is approximately 300-3000/
hours, preferably 400 to 800/hour. Treatments with basic ion exchangers usually result in a
It is carried out at a temperature of 70°C, preferably between 20 and 65°C and under normal pressure. However, the process can also be carried out under an increased pressure of about 0.1 to 5, preferably 2 to 3 bar;
Temperatures of 90-100°C are most advantageous. The use of pressure is advantageous because it allows the yield of methanol or methanol/water mixtures to be increased considerably without compromising purification activity. If aqueous methanol is used in the reaction, its concentration is about 50-90, preferably 55-70% by weight. Treatment of methanol or methanol/water using acidic and optionally basic ion exchangers can be carried out in conventional ion exchange equipment and according to conventional process methods. The methanol or methanol/water mixture can be treated first with an acidic ion exchanger and then, if necessary, with a basic ion exchanger. Of course, the reverse processing method is also possible. It is preferred for practical reasons to treat first with an alkaline ion exchanger and then with an acidic ion exchanger. Furthermore, methanol or methanol/
The treatment of the water mixture can also be carried out in a mixed bed or stratified bed apparatus. The treatment of methanol or methanol/water mixtures according to the invention can be carried out continuously or discontinuously. For example, aqueous methanol (concentration of methanol,
(approximately 56% by weight), methanol was heated at 40 to 100℃,
preferably at 50-60° C. and under a pressure of up to about 10 bar, pumped at a rate of 4000/h into a vessel filled with 1200 ml of strongly basic ion exchanger and then in this way It can be carried out by passing the treated aqueous methanol at room temperature and under a pressure of up to 10 bar at a rate of 4000 m/h into a vessel filled with 200 molar strongly acidic ion exchangers. The aqueous methanol obtained by this method can then be directly vaporized without further purification and converted to formaldehyde over a silver-catalyzed catalyst. For the production of formaldehyde by oxidation over silver catalyst of methanol or methanol/water mixtures treated according to the invention, continuous or non-continuous production of methanol or methanol/water mixtures from a vaporizer sump product consisting of methanol or methanol/water mixtures is possible. Continuously withdrawing a partial stream, treating this partial stream with an acidic and optionally basic ion exchanger, and then using the partial stream for vaporizing methanol or a methanol/water mixture It is particularly advantageous to return the gas to a vaporizer. The acidic or basic ion exchangers used in this step are the acidic and basic ion exchangers already mentioned and described above. The treatment of the partial stream removed from the vaporizer bottom product is carried out using the acidic and possibly basic ion exchanger already used in the treatment of the fresh methanol or methanol/water mixture passed to the vaporizer. This can be done by a method of passing. However, the treatment of the partial streams can also be carried out separately with acidic and optionally basic ion exchangers. Generally about 500-1500/hour, preferably 800-1500/hour
1000/hour of the vaporizer bottom product is passed through an acidic and optionally basic ion exchanger, the amount of substreams treated depending on the amount of ion exchanger used and the size of the ion exchange bed. Depends on.
Partial stream treatment is usually carried out at temperatures of about 60-70°C. In comparison with the processes hitherto known from the state of the art for producing formaldehyde from methanol, the methanol to be reacted is purified, for example by distillation or by treatment with an alkali or an oxidizing agent. The method according to which the catalyst life is substantially increased (German publication
2137938 to at least 166 days according to the method according to the invention, noting that for the latter the catalyst was still sufficiently active but the test had to be terminated due to technical failures. ) and achieve a high yield of formaldehyde. Furthermore, the treatment of methanol or methanol/water mixtures according to the invention makes it possible to reduce the residual content of methanol in formaldehyde to below 1% by weight (determined by gas chromatography). Since only small amounts of methanol remain in the formaldehyde, the formaldehyde can be subjected in virtually all cases directly to the subsequent reaction, with methanol not being a problem. As a result of the increased yield of formaldehyde obtained by the process according to the invention and as a result of the relatively long catalyst service life obtained, the capacity of existing plants is increased by about 10%, which is another economic advantage. The treatment of methanol in the process according to the invention is carried out using an ion exchanger consisting of an organic polymer, so that trace amounts of ion exchanger material are dissolved in the methanol and thereby sensitively impair the activity of the silver catalyst. It was very surprising to those skilled in the art that the lifetime of the silver catalyst was unexpectedly increased considerably and the yield of formaldehyde was improved, although it was necessary to assume that It is the right thing to do. The following examples are intended to illustrate the method according to the invention. Example Aqueous distilled methanol for the production of formaldehyde (% methanol content, approximately 56% by weight)
continuously at 15-30° C. of strongly acidic cation exchangers in the H form based on polystyrene/divinylbenzene resins containing sulfonic acid groups (e.g. Lewatit SC108, S100, SP112 and SP120).
Commercially available as; Filling amount: 300
output: 4000/h) and then sent directly into the vaporizer of an industrial formaldehyde plant. In addition, the product under the vaporizer pot is 1000
It was circulated continuously by pumping at a rate of 120 g/hr into a vessel filled with a strongly acidic cation exchanger (form H). Air is also added. The methanol/water mixture vaporized in a vaporizer was sprayed onto the silver catalytic catalyst described in Example 1 of German Patent Specification No. 1285995. The reaction at the catalyst is carried out under a pressure of approximately 150-300 mbar and at a temperature of 660-670 °C.
It was carried out using a mixture consisting of Kg/h of methanol vapor, 1586 Kg/h of water vapor and 4020 Kg/h of air. The reaction gases - formaldehyde, water and residual methanol - were cooled in a reaction cooler and then liquefied in a conventional absorption plant, and the exhaust gas was further washed with water, which was reused for the absorption of formaldehyde. During an operating time of 166 days, a formaldehyde solution of approximately 37.5% strength by weight with a residual methanol content of 0.6-0.9% by weight was continuously obtained. The table below shows how the residual methanol content in the formaldehyde solution changes during this time.
【表】
この操作時間中に、ホルムアルデヒドの収率は
理論値の89〜91%の間で変化した。
蒸留により精製されているが依然として根跡量
の鉄カルボニル(約1.5mgのFe/)を含有して
いる転化用の水性メタノールをメタノールから鉄
カルボニル化合物を除去するために、強酸性イオ
ン交換体による処理に加えさらに強塩基性のイオ
ン交換体で処理するなら、得られたホルムアルデ
ヒド溶液は0.6〜0.9重量%の残存メタノール含有
量を有していた。ホルムアルデヒドの収率は理論
値の89〜91%の間で変化した。なお、強酸性イオ
ン交換体による処理及び強塩基性イオン交換体に
よる処理は、下記の同一条件の下に行なわれた:
充填量:300
生産高:4000/時
温度:15〜30℃
試験は166日後に技術的故障のために終了させ
なければならなかつた。その時点では触媒は依然
として完全に活性であつた。触媒はめんどうな金
属性又は炭素質の沈着物を事実上含んでいなかつ
た。
比較例
ホルムアルデヒドの製造用の水性の蒸留された
メタノール(メタノール含有量、約56重量%)を
室温において工業的ホルムアルデヒドプラントの
気化器中に直接送り、空気を同時に気化器中に吹
き込んだ。銀触媒はドイツ特許明細書第1285995
号の実施例1に記されている触媒に相当してい
た。
触媒のところの反応は約100〜300ミリバールの
圧力下でそして650〜680℃の温度において、2060
Kg/時のメタノール蒸気、1586Kg/時の水蒸気及
び4020Kg/時の空気からなる混合物を用いて行な
われた。反応気体−ホルムアルデヒド、水及び残
存メタノール−は反応器冷却器中で冷却された後
に普通の吸収プラント中で液化され、そして排気
はさらに水で洗浄され、それはホルムアルデヒド
の吸収用に再使用された。
80日間の操作時間中に、1.0〜1.8重量%の間で
変化する残存メタノール含有量を有する約37.5重
量%強度のホルムアルデヒド溶液が連続的に得ら
れた。下表はホルムアルデヒド溶液中の残存メタ
ノール含有量がこの時間中にどのように変化する
かを示している。Table: During this operating time, the formaldehyde yield varied between 89 and 91% of theory. Aqueous methanol for conversion, which has been purified by distillation but still contains trace amounts of iron carbonyls (approximately 1.5 mg Fe/), is treated with a strongly acidic ion exchanger to remove iron carbonyl compounds from the methanol. If treated in addition to a strongly basic ion exchanger, the formaldehyde solution obtained had a residual methanol content of 0.6-0.9% by weight. Formaldehyde yields varied between 89 and 91% of theory. The treatment with a strongly acidic ion exchanger and the treatment with a strongly basic ion exchanger were carried out under the same conditions as below: Filling amount: 300 Production yield: 4000/hour Temperature: 15-30℃ The test was carried out at 166 Days later it had to be terminated due to a technical failure. At that point the catalyst was still fully active. The catalyst was virtually free of troublesome metallic or carbonaceous deposits. Comparative Example Aqueous distilled methanol (methanol content, approximately 56% by weight) for the production of formaldehyde was fed directly into the vaporizer of an industrial formaldehyde plant at room temperature, and air was simultaneously blown into the vaporizer. The silver catalyst is German Patent Specification No. 1285995
It corresponded to the catalyst described in Example 1 of the issue. The reaction at the catalyst takes place under a pressure of about 100-300 mbar and at a temperature of 650-680 °C, at 2060 °C.
It was carried out using a mixture consisting of Kg/hr methanol vapor, 1586 Kg/hr water vapor and 4020 Kg/hr air. The reaction gases - formaldehyde, water and residual methanol - were cooled in a reactor cooler and then liquefied in a conventional absorption plant, and the exhaust gas was further washed with water, which was reused for formaldehyde absorption. During an operating time of 80 days, a formaldehyde solution of approximately 37.5% strength by weight with a residual methanol content varying between 1.0 and 1.8% by weight was continuously obtained. The table below shows how the residual methanol content in the formaldehyde solution changes during this time.
【表】
この操作時間中に、ホルムアルデヒドの収率は
理論値の86〜89%の間で変化した。生成したホル
ムアルデヒド溶液の残存メタノールの含有量の増
加により示されている如く、触媒の活性は運転時
間の増加につれて減少した。
触媒は多くの無関係の金属を含有しておりさら
に炭素沈着物により汚染されていた。Table: During this operating time, the formaldehyde yield varied between 86 and 89% of theory. The activity of the catalyst decreased with increasing operating time, as indicated by the increasing content of residual methanol in the formaldehyde solution produced. The catalyst contained many extraneous metals and was further contaminated by carbon deposits.
Claims (1)
メタノール/水混合物の酸化によるホルムアルデ
ヒドの製造方法であつて、酸化しようとするメタ
ノール又はメタノール/水混合物を、気化の前
に、酸性イオン交換体、及び必要ならば塩基性イ
オン交換体、で処理することを特徴とする方法。 2 スルホン酸基を含有している交叉結合された
ポリスチレン樹脂を基にした又はカルボキシル基
を含有している交叉結合されたポリアクリル酸を
基にした、酸性の、大孔性の又はゲル型の、H
形のカチオン交換体を使用することを特徴とす
る、特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 第四級アンモニウム基を含有している交叉結
合されたポリスチレンもしくはポリアクリルアミ
ド樹脂を基にした、又はアミノ基を含有している
交叉結合されたポリスチレンもしくはポリアクリ
ルアミド樹脂を基にした、塩基性の、大孔性の又
はゲル型の、アニオン交換体を使用することを特
徴とする、特許請求の範囲第1項記載の方法。 4 酸性イオン交換体を用いる処理を0〜60℃の
温度において実施することを特徴とする、特許請
求の範囲第1又は2項に記載の方法。 5 塩基性イオン交換体を用いる処理を0〜70℃
の温度において実施することを特徴とする、特許
請求の範囲第1又は3項に記載の方法。 6 塩基性イオン交換体を用いる処理を0.1〜5
バールの圧力及び90〜100℃の温度において実施
することを特徴とする、特許請求の範囲第1又は
3項に記載の方法。 7 メタノール又はメタノール/水混合物からな
る気化器釜下生成物から部分的流れを取り出し、
この部分的流れを酸性イオン交換体、及び必要な
らば塩基性イオン交換体で、処理し、次いで取り
出した部分的流れを気化器へ帰すことを特徴とす
る特許請求の範囲第1〜6項の何れかに記載の方
法。[Claims] 1. A method for producing formaldehyde by oxidizing methanol or a methanol/water mixture over a silver catalytic catalyst in the gas phase, the methanol or methanol/water mixture to be oxidized being treated with acid ions before vaporization. A method characterized in that it is treated with an exchanger and, if necessary, a basic ion exchanger. 2. Acidic, macroporous or gel-type materials based on cross-linked polystyrene resins containing sulfonic acid groups or based on cross-linked polyacrylic acids containing carboxyl groups. ,H
2. A method according to claim 1, characterized in that a cation exchanger of the form is used. 3 Basic bases based on cross-linked polystyrene or polyacrylamide resins containing quaternary ammonium groups or based on cross-linked polystyrene or polyacrylamide resins containing amino groups. 2. Process according to claim 1, characterized in that a macroporous or gel-type anion exchanger is used. 4. Process according to claim 1 or 2, characterized in that the treatment with an acidic ion exchanger is carried out at a temperature of 0 to 60°C. 5 Treatment using basic ion exchanger at 0-70℃
The method according to claim 1 or 3, characterized in that it is carried out at a temperature of . 6 Treatment with basic ion exchanger 0.1-5
4. Process according to claim 1, characterized in that it is carried out at a pressure of 1 bar and a temperature of 90 to 100<0>C. 7. Withdrawing a partial stream from the vaporizer bottom product consisting of methanol or a methanol/water mixture;
Claims 1 to 6 characterized in that this partial stream is treated with an acidic ion exchanger and, if necessary, with a basic ion exchanger, and then the partial stream withdrawn is returned to the vaporizer. Any method described.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813110723 DE3110723A1 (en) | 1981-03-19 | 1981-03-19 | METHOD FOR CLEANING METHANOL USED IN THE PRODUCTION OF FORMALDEHYDE |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS57159731A JPS57159731A (en) | 1982-10-01 |
JPH0114887B2 true JPH0114887B2 (en) | 1989-03-14 |
Family
ID=6127733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4035082A Granted JPS57159731A (en) | 1981-03-19 | 1982-03-16 | Purification of methanol for formalin manufacture |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4453020A (en) |
EP (1) | EP0061057B1 (en) |
JP (1) | JPS57159731A (en) |
AT (1) | ATE8986T1 (en) |
DE (2) | DE3110723A1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4132993A1 (en) * | 1991-10-04 | 1993-04-08 | Rwe Dea Ag | METHOD FOR PRODUCING DIMETHYL ETHER |
US7492998B2 (en) * | 2004-08-31 | 2009-02-17 | Corning Incorporated | Fiber bundles and methods of making fiber bundles |
CN112479845A (en) * | 2020-11-09 | 2021-03-12 | 潍坊惠丰化工有限公司 | High-concentration formaldehyde production device and production process |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA689920A (en) * | 1964-06-30 | A. Greene Phillip | Purification of methanol for formaldehyde production | |
US1738745A (en) * | 1927-10-29 | 1929-12-10 | Bakelite Corp | Process of making formaldehyde |
US2628986A (en) * | 1949-10-29 | 1953-02-17 | Shell Dev | Alcohol purification process |
US2792344A (en) * | 1953-12-14 | 1957-05-14 | Monsanto Chemicals | Methanol purification |
DE1101383B (en) * | 1959-12-28 | 1961-03-09 | Basf Ag | Method for purifying methanol |
FR1474620A (en) * | 1965-04-07 | 1967-06-09 | ||
US3373180A (en) * | 1966-06-22 | 1968-03-12 | Monsanto Co | Purification process |
DE1277834B (en) * | 1966-07-22 | 1968-09-19 | Basf Ag | Process for the production of formaldehyde |
US3433841A (en) * | 1966-12-22 | 1969-03-18 | Monsanto Co | Purification process |
DD140175A1 (en) * | 1976-08-23 | 1980-02-13 | Barbara Neumann | TEST STRIPS FOR GLUCOSE DETERMINATION |
GB1603821A (en) * | 1977-04-15 | 1981-12-02 | Johnson Matthey Co Ltd | Catalysts for the production of formaldehyde |
-
1981
- 1981-03-19 DE DE19813110723 patent/DE3110723A1/en not_active Withdrawn
-
1982
- 1982-03-08 DE DE8282101813T patent/DE3260564D1/en not_active Expired
- 1982-03-08 EP EP19820101813 patent/EP0061057B1/en not_active Expired
- 1982-03-08 AT AT82101813T patent/ATE8986T1/en active
- 1982-03-16 JP JP4035082A patent/JPS57159731A/en active Granted
- 1982-08-25 US US06/411,397 patent/US4453020A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0061057B1 (en) | 1984-08-15 |
DE3260564D1 (en) | 1984-09-20 |
US4453020A (en) | 1984-06-05 |
DE3110723A1 (en) | 1982-10-07 |
ATE8986T1 (en) | 1984-09-15 |
JPS57159731A (en) | 1982-10-01 |
EP0061057A1 (en) | 1982-09-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3294488A (en) | Purification of hydrogen peroxide | |
EP1160196B1 (en) | Catalyst and process for the direct synthesis of hydrogen peroxide | |
GB1429591A (en) | Process for the purification of hydroxyacetic acid | |
US5773642A (en) | Process for the preparation of carboxylic acids or the corresponding esters in the presence of a soluble catalyst based on iridium and iodides | |
KR930005303B1 (en) | Rhodium on carbon catalyst | |
US4110372A (en) | Process for the purification of carboxylic acids | |
US4808751A (en) | Method for reactivating a group VIII noble metal catalyst for use in the purification of crude terephthalic acid | |
EP0322215A1 (en) | Purification of acetic acid with ozone | |
JP2752602B2 (en) | Separation method of oxidation catalyst for trimellitic acid production | |
JPH0114887B2 (en) | ||
US2518312A (en) | Recovery of maleic or phthalic anhydride from wet process gas mixtures | |
US3140312A (en) | Percarboxylic acid production employing a pretreated, dehydrated acid cation exchange resin | |
JPS6343378B2 (en) | ||
US5770768A (en) | Method for preparing carboxylic acids by carbonylation in the presence of iridium | |
US3850843A (en) | Process for preparing carbonyl catalyst | |
JP2562150B2 (en) | Post-treatment method for reaction mixture containing cyclohexyl hydroperoxide | |
CA1058634A (en) | Process for producing pure racemic acid and mesotartaric acid | |
JP3213392B2 (en) | Acetic acid production method | |
JPH0428247B2 (en) | ||
JP4440773B2 (en) | Removal of peroxide impurities | |
JPH0434537B2 (en) | ||
JPH0625104A (en) | Continuous production of dimethyl carbonate | |
JPH11511176A (en) | Method for producing 1,4-butenediol | |
US1821324A (en) | Method of producing acetone | |
JP2962454B2 (en) | Continuous production method of dimethyl carbonate |